JPH09276790A - 耐食性に優れた溶接可能型有機複合めっき鋼板 - Google Patents

耐食性に優れた溶接可能型有機複合めっき鋼板

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JPH09276790A
JPH09276790A JP9632396A JP9632396A JPH09276790A JP H09276790 A JPH09276790 A JP H09276790A JP 9632396 A JP9632396 A JP 9632396A JP 9632396 A JP9632396 A JP 9632396A JP H09276790 A JPH09276790 A JP H09276790A
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JP
Japan
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steel sheet
corrosion resistance
coating
plated steel
organic
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JP9632396A
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Ikuya Inoue
郁也 井上
Kensho Yuasa
健正 湯浅
Hiroshi Kanai
洋 金井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は一般面と切断面の耐食性に優れた溶
接可能型有機複合めっき鋼板を提供する。 【解決手段】 鋼板の片面あるいは両面に鋼板側から順
に、めっき付着量[g/m2]/鋼板の板厚[mm]=
30〜130に相当する付着量であるZnめっき層、総
Cr付着量10〜150mg/m2のクロメート皮膜、
膜厚1〜20μmの有機被膜が形成されており、該有機
被膜が含む導電性無機顔料比率が1〜40vol%、ク
ロム系防錆顔料比率が5〜40vol%、その合計が6
〜65vol%であることを特徴とする溶接可能型有機
複合めっき鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた溶接性、耐
食性、加工性を有し、自動車用防錆鋼板として好適な溶
接可能型有機複合めっき鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】すでに冷延鋼板の耐食性、塗装後の耐食
性及び加工性を損なわず量産化できる表面処理鋼板とし
て電気Znめっき鋼板が汎用されていることは周知であ
る。また、近年では寒冷地帯における冬期の道路凍結防
止用の散布岩塩に対する自動車の防錆対策としてZnめ
っき鋼板の使用が試みられ、過酷な腐食環境での耐食性
の要求が増加する傾向にある。これらZnめっき鋼板の
耐食性向上要求に対してZnめっき量(付着量)による
耐食性の向上が知られているが、めっき量の増加以外の
方法としてZn自身の溶解を抑制するための合金めっき
が数多く提案されている。これらの多くは、Fe、N
i、Coといった鉄族元素を合金成分として含有するも
のである。これらのZn−鉄族系電気めっき鋼板は未塗
装あるいは塗装後の耐食性が優れる特徴があり、工業的
に生産、実用化されているが、耐食性をさらに向上させ
ることが望まれている。この要求に対して、自動車用途
などではZn系めっき鋼板にクロメート処理を行い、そ
の上層に有機被膜を被覆する有機複合めっき鋼板が開発
されてきた。
【0003】一方、家電業界を中心に組立工程省略ニー
ズが高まり、ポストコートのプレコート化が進められて
いる。自動車外板用途でも、自動車用鋼板のプレコート
化による電着塗装省略型あるいは電着塗装、中塗り塗装
省略型鋼板のニーズが高まってきている。自動車用途に
プレコート鋼板を用いるとき、その溶接性が課題となる
が、特開昭62−73938号公報や特開昭63−27
0131号公報に導電顔料を含有させることにより、導
電性を付与した有機複合めっき鋼板が既に開示されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記有
機複合めっき鋼板は自動車製造工程において、電着塗装
があることを前提としており、電着塗装あるいは電着塗
装、中塗り塗装を省略した場合には、鉄面がむき出しに
なる切断面の耐食性は考慮されておらず、切断面の耐食
性については十分な性能を有していなかった。本来、有
機複合鋼板は一般面の耐食性を高めることを目的として
おり、有機被膜中に防錆顔料などを含有させるなど、主
として最上層の有機被膜を形成する塗料組成物の改良が
進められてきた。しかし、切断面の耐食性については有
機被膜の防食性能よりもめっき層の犠牲防食能力に負う
ところが大きくめっき層についての十分な検討が必要と
なった。本発明は上記問題点を解決し、耐食性、特に切
断面の耐食性を向上させた有機複合めっき鋼板を提供す
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、切断面が腐食
したときに優れた犠牲防食能力を有する電気Znめっき
層、あるいは溶融Znめっき層を下地めっき層とし、ク
ロメート皮膜、有機被膜を適当量上層に形成することに
より、耐食性、特に切断面の耐食性が飛躍的に向上した
有機複合めっき鋼板を提供する。本発の要旨は、 (1)鋼板の片面あるいは両面に鋼板側から順に、めっ
き付着量[g/m2]/鋼板の板厚[mm]=30〜1
30に相当する付着量であるZnめっき層、総Cr付着
量10〜150mg/m2のクロメート皮膜、膜厚1〜
20μmの有機被膜が形成されており、該有機被膜が含
む導電性無機顔料比率が1〜40vol%、クロム系防
錆顔料比率が5〜40vol%、その合計が6〜65v
ol%であることを特徴とする溶接可能型有機複合めっ
き鋼板。 (2)Znめっき層が、電気Znめっきあるいは溶融Z
nめっきである前記(1)に記載の溶接可能型有機被合
めっき鋼板。 (3)クロメート皮膜が水可溶分30%以下の難溶性ク
ロメート皮膜である前記(1)に記載の溶接可能型有機
複合めっき鋼板である。
【0006】
【発明の実施の形態】まず、下地めっき層について述べ
る。切断部の耐食性を高めるには電気Znめっき、また
は溶融Znめっきが有効である。一般面の耐食性につい
ては、各種Zn系合金めっきが開発されているが、この
ようなZn系合金めっきでは腐食時にZnの優先溶解が
起こり、切断面のように鉄面が露出しているような場合
には犠牲防食作用が弱い。その点、電気Znめっきや溶
融Znめっきでは、Zn単相であるために鋼に対する犠
牲防食能力が高く有利である。また、溶融Znめっきで
は、微量のAl、Pb、Cd、Sb、Ti、Mgなどを
含有させても良い。Znめっきの付着量は、めっき付着
量[g/m2]/鋼板の板厚[mm]=30〜130を
満足する範囲とする。30未満では十分な切断面の耐食
性が得られない。また、130を超えてもその効果は飽
和するので経済性を考慮して、上限を130とする。
【0007】めっき層の上に施されるクロメート層は、
有機被膜との密着性を確保する効果がある。Znめっき
層はCr6+およびまたはCr3+からなる酸性処理液との
反応性がよいので従来から公知の塗布型クロメート処
理、反応型クロメート処理および電解型クロメート処理
などはいずれも適用できる。クロメート皮膜の付着量は
総Cr量として10〜150mg/m2とする。10m
g/m2では有機被膜の密着性が不十分であり、耐食性
が劣化する。150mg/m2を超えると溶接性、プレ
ス加工性が悪化し、実用上好ましくない。より好ましい
範囲は総Cr量として20〜100mg/m2である。
【0008】なお、クロメート皮膜の水可溶分は30%
以下、好ましくは20%以下が良い。水可溶分が30%
を超えると、可溶性のCr6+が多く含まれるため、耐ク
ロム溶出性あるいは耐水膨潤性が低下し、上層塗膜の二
次密着性低下、あるいは有機複合めっき鋼板としての高
い耐食性能は得られにくい。このクロメート皮膜の上層
には有機被膜を施す。有機被膜の厚みは0.5〜20μ
mとする。0.5μm以下では耐食性が十分ではなく、
20μmを超えるとプレス加工性が劣化することがあ
り、上限を20μmとする。好ましくは2〜10μmが
良い。
【0009】有機被膜は溶剤型、水溶性型いずれでも良
く、例えばエポキシ樹脂、アルキド樹脂、オイルフリー
ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリルエチレン樹
脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポ
リカーボネート樹脂などが使用できる。必要に応じて硬
化剤、着色顔料、あるいはプレス加工性を一段と向上さ
せる潤滑剤等の各種添加剤を加えても良い。被覆方法
は、ロールコート、スプレーコート、カーテンフローコ
ートなどの公知のいずれの方法であっても良い。
【0010】導電性顔料は塗膜に導電性を持たせること
を目的としており、SUS粉末、フェロシリコン、燐化
鉄、Zn粉末、Ni粉末、導電性カーボンのうち1種あ
るいは2種以上の組み合わせで使用が可能である。ま
た、その平均粒径は1〜15μm、好ましくは4〜12
μmが良い。平均粒径が1μm未満では塗料中で二次凝
集し、粗粒化して粒発生の原因となり、また塗膜として
の加工強度の低下を招くため好ましくない。その平均粒
径が15μmを超えると塗膜外観がざらつきのある粗面
と化し、型カジリやプレス品の加工部と非加工部とで外
観ムラを生じやすく、品質上好ましくない。
【0011】導電性顔料の配合比は、品質上重要な要素
である。本発明における配合比は1〜40vol%が良
い。配合比が1vol%未満では塗膜の接触抵抗が高く
導電機能が十分ではないため、適正電流範囲が狭く、ま
た電極への有機塗膜燃焼残渣付着による連続打点性不良
などスポット溶接性に難点がある。40vol%を超え
ては樹脂のバインダーとして機能を超えるため、ロール
塗装などの均一塗装技術に支障をきたし、塗膜として固
化したとしても密着性に難があり、耐食性が劣化する。
クロム系防錆顔料は塗膜に高い防錆能力を付与すること
ができ、めっき層あるいは鋼板の腐食を抑制するのに有
効である。その効果は一般面(平板部)で特に大きく、
電着塗装を省略する場合、中塗り塗装、上塗り塗装が施
されない裏面側の耐食性保持に特に有効である。
【0012】クロム系防錆顔料には、クロム酸ストロン
チウム、クロム酸カルシウム、クロム酸亜鉛、クロム酸
バリウム、クロム酸アンモニウム、重クロム酸アンモニ
ウムなどを採用することができる。有機塗膜中の含有量
は5〜40vol%とする。5vol%未満では防錆効
果が薄く、40vol%を超えては樹脂のバインダーと
して機能を超えるため、ロール塗装などの均一塗装技術
に支障をきたし、塗膜として固化したとしても密着性に
難があり、商品化は難しい。また、導電性顔料とクロム
系防錆顔料の合計含有率は、有機樹脂のバインダー力を
確保する必要から65vol%以下とする。したがっ
て、導電性顔料とクロム系防錆顔料の合計を6〜65v
ol%と規定する。
【0013】
【実施例】本発明にかかわる実施例を表1及び表2に示
す。板厚0.8mmの低炭素鋼板にゼンジマー式溶融め
っきあるいは電気めっき法でZnめっきを施し、表1及
び表2に示すクロメート層、有機被膜層を順次施した。
切断部耐食性の評価は以下の方法で実施した。 塩水噴霧(JIS Z2371)1時間→乾燥(60
℃)3.5時間→湿潤(50℃、RH95%)3.5時
間 上記サイクルを1サイクルとし、20サイクル後の端面
赤錆発生有無で評価した。
【0014】切断面の耐食性評価結果を表1及び表2に
示す(1番〜80番)が、本発明品が優れた切断面耐食
性を示すことがわかる。これに対し、表2比較例中の8
1、82、84番はめっき付着量、クロメート付着量あ
るいは有機被膜厚みが不十分であるために、切断面の耐
食性が不足している。87番は有機被膜中の導電性顔料
が多すぎるために、有機被膜としてのバインター力が不
足するために切断面の耐食性が劣化する例である。9
0、91番は導電性顔料と防錆顔料との合計が多すぎる
ために有機被膜としてのバインダー力が不足するために
耐食性が劣化する例である。
【0015】一般面耐食性は、上記サイクルで腐食試験
を実施したときに、同じZnめつき付着量のZnめっき
鋼板に、リン酸塩処理(PB3020/日本パーカライ
ジング製)後、カチオン電着塗装パワートップU−10
0(日本ペイント製)20μmを施した試料よりも、平
板部の白錆発生が速かったものを×、同等以上のものを
○として評価した。その結果を表1及び表2に示すが、
本発明が(1番〜80番)が優れた一般面耐食性を示す
ことがわかる。これに対して、84番は有機被膜厚みが
不足しているために、88番はクロム系防錆顔料比率が
少ないために、一般面の耐食性が不十分である。また、
87、89、90、91番は、導電性顔料、クロム系防
錆顔料のそれぞれあるいはそれらの合計が多すぎるため
有機被膜として機能せず、耐食性が劣化した例である。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】溶接性はスポット溶接による連続溶接性試
験で評価した。適正溶接電流範囲を求め、その結果から
得られる所定溶接電流値における限界連続溶接打点数を
求めた。適正電流範囲は、以下の手順で求めた。 板組:実施例に示す表面処理鋼板の同種2枚組 溶接電極:オバラ株式会社T−16D(材質記号DH
OM) 電極間圧力:200kgf 溶接パターン:加圧開始→0.5秒保持→所定電流を
印加(0.2秒)→加圧解放 適正電流範囲測定:のパターンで溶接したときに、
ナゲット径4mm以上を確保できる最低電流値を下限電
流値、試験片と電極との間に強い溶着を生じる最低電流
値を上限電流値として、上下限電流値を測定。
【0019】限界連続溶接打点数は、必要なナゲット径
を確保できる連続溶接打点数の上限のことであり、以下
の手順で求めた。 板組:実施例に示す表面処理鋼板の同種2枚組 溶接電極:オバラ株式会社T−16D(材質記号DH
OM) 電極間圧力:200kgf 溶接パターン:加圧開始→0.5秒保持→所定電流を
印加(0.2秒)→加圧解放 溶接電流値:先に求めた適正溶接電流範囲の中間値 (下限電流値+上限電流値)/2 限界連続溶接打点数:〜の溶接条件で、打点速度
を1点/3秒とし、試験片に形成されるナゲットの直径
が4mm未満とならない最大連続打点数を測定。
【0020】測定した連続打点数が、500点以上の時
には○、500点未満では×として溶接性の評価とし
た。評価結果を表1及び表2(1番〜80番)に示す
が、本発明品が優れた溶接性を示すことがわかる。これ
に対し、83、85番はクロメート付着量、有機被膜厚
みが多すぎるために、また86番は有機被膜中の導電性
顔料が少なすぎるために溶接性を十分に確保することが
できない。
【0021】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明の有機複合
めっき鋼板は耐食性に優れており、電着塗装を省略した
ときにも自動車用鋼板として使用可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C25D 5/26 C25D 5/26 D 11/38 305 11/38 305

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の片面あるいは両面に鋼板側から順
    に、めっき付着量[g/m2]/鋼板の板厚[mm]=
    30〜130に相当する付着量であるZnめっき層、総
    Cr付着量10〜150mg/m2のクロメート皮膜、
    膜厚1〜20μmの有機被膜が形成されており、該有機
    被膜が含む導電性無機顔料比率が1〜40vol%、ク
    ロム系防錆顔料比率が5〜40vol%、その合計が6
    〜65vol%であることを特徴とする溶接可能型有機
    複合めっき鋼板。
  2. 【請求項2】 Znめっき層が、電気Znめっきあるい
    は溶融Znめっきである請求項1記載の溶接可能型有機
    複合めっき鋼板。
  3. 【請求項3】 クロメート皮膜が水可溶分30%以下の
    難溶性クロメート皮膜である請求項1記載の溶接可能型
    有機複合めっき鋼板。
JP9632396A 1996-04-18 1996-04-18 耐食性に優れた溶接可能型有機複合めっき鋼板 Pending JPH09276790A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001170558A (ja) * 1999-12-22 2001-06-26 Nippon Steel Corp 耐食性とプレス成形性に優れた抵抗溶接可能な有機複合塗装金属板

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001170558A (ja) * 1999-12-22 2001-06-26 Nippon Steel Corp 耐食性とプレス成形性に優れた抵抗溶接可能な有機複合塗装金属板

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